RU2212021C1 - Electromagnetic velocity converter - Google Patents
Electromagnetic velocity converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2212021C1 RU2212021C1 RU2002106529/28A RU2002106529A RU2212021C1 RU 2212021 C1 RU2212021 C1 RU 2212021C1 RU 2002106529/28 A RU2002106529/28 A RU 2002106529/28A RU 2002106529 A RU2002106529 A RU 2002106529A RU 2212021 C1 RU2212021 C1 RU 2212021C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- section
- measurement
- excitation coil
- core
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным способом, и может быть использовано для измерения расхода электропроводных жидкостей в напорных и безнапорных (с изменяющимся уровнем заполнения канала) трубопроводах и каналах. The invention relates to instrumentation, in particular to the field of flow measurement by an electromagnetic method, and can be used to measure the flow rate of electrically conductive liquids in pressure and non-pressure (with a changing level of filling of the channel) pipelines and channels.
Известны электромагнитные преобразователи скорости для измерения расхода электропроводных жидкостей, имеющие электромагнитную систему, состоящую из стержневого сердечника, катушки возбуждения и электродов, контактирующих с измеряемой жидкостью, и измерительного устройства [1]. Known electromagnetic speed converters for measuring the flow rate of electrically conductive liquids having an electromagnetic system consisting of a core core, an excitation coil and electrodes in contact with the measured liquid, and a measuring device [1].
Недостатком таких электромагнитных преобразователей скорости является низкая точность измерения расхода в безнапорных трубопроводах из-за низкой точности измерения уровня заполнения канала измеряемой средой. The disadvantage of such electromagnetic speed transducers is the low accuracy of flow measurement in pressure-free pipelines due to the low accuracy of measuring the filling level of the channel with the measured medium.
Этот недостаток устранен в электромагнитном преобразователе скорости для трубопроводов больших диаметров, являющемся наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению [2]. This disadvantage is eliminated in the electromagnetic speed converter for pipelines of large diameters, which is the closest technical solution to the proposed invention [2].
Такой преобразователь скорости [2] имеет канал трубопровода, сердечник, выполненный протяженным по вертикальному диаметру канала трубопровода, катушку возбуждения, витки которой распределены по всей длине сердечника, электроды, находящиеся по двум противоположно расположенным внешним образующим корпуса в плоскости поперечного сечения канала, причем электроды на корпусе расположены парами по линиям, перпендикулярным оси корпуса, и многоканальное измерительное устройство. Каждый входной канал измерительного устройства подключен к соответствующей ему паре электродов. Многоканальное измерительное устройство состоит из коммутационного устройства, источника питания катушки возбуждения и микропроцессорного блока обработки информации и управления коммутационным устройством. Коммутационное устройство обеспечивает поочередное подключение пар электродов к микропроцессорному блоку. Обработка информации выполняется программно по специальному алгоритму с возможностью вычисления расхода жидкости. Such a speed transducer [2] has a pipeline channel, a core made extended along the vertical diameter of the pipeline channel, an excitation coil, the turns of which are distributed along the entire length of the core, electrodes located on two oppositely located external generators of the housing in the plane of the channel cross-section, and the electrodes on the housing are arranged in pairs along lines perpendicular to the axis of the housing, and a multi-channel measuring device. Each input channel of the measuring device is connected to its corresponding pair of electrodes. A multi-channel measuring device consists of a switching device, a power supply of the excitation coil and a microprocessor unit for processing information and controlling the switching device. The switching device provides alternate connection of pairs of electrodes to the microprocessor unit. Information processing is performed programmatically by a special algorithm with the ability to calculate fluid flow.
Недостатком этого электромагнитного преобразователя скорости являются низкие метрологические и эксплуатационные характеристики при измерении расхода жидкости. У известного преобразователя скорости [2] создается магнитное поле возбуждения одновременно во всех зонах измерительных электродов. Однако в каждый момент времени производится съем сигнала только с какой-либо одной пары электродов последовательно и поочередно "опрашиваемой" с помощью коммутационного устройства. При этом в каждый момент измеряется сигнал, возникающий только от незначительной части общего рабочего магнитного поля, т.е. только от магнитного поля, образованного в локальной области жидкости в зоне одной опрашиваемой в данный момент пары электродов. Остальное магнитное поле, создаваемое в канале, в том числе и выше уровня заполнения измеряемой средой в данный период измерения не используется. Следовательно, энергия на его создание расходуется непроизводительно. The disadvantage of this electromagnetic speed transducer is the low metrological and operational characteristics when measuring fluid flow. A known speed converter [2] creates a magnetic field of excitation simultaneously in all zones of the measuring electrodes. However, at each moment of time, a signal is taken only from any one pair of electrodes sequentially and alternately “interrogated” using a switching device. Moreover, at each moment, a signal is measured that arises only from an insignificant part of the total working magnetic field, i.e. only from a magnetic field formed in the local region of the liquid in the zone of one pair of electrodes being surveyed at the moment. The rest of the magnetic field created in the channel, including above the level of filling with the measured medium, is not used in this measurement period. Consequently, energy for its creation is spent unproductive.
Этот недостаток устранен в предлагаемом электромагнитном преобразователе скорости: магнитное поле создается каждый раз только в той локальной области, в которой производится в данный момент времени измерение скорости, при этом магнитное поле в зонах остальных пар электродов отсутствует. Это позволяет при той же энергии, затрачиваемой на создание магнитного поля, обеспечить существенно более высокую чувствительность измерения скорости, а следовательно, и повысить точность измерения. This disadvantage is eliminated in the proposed electromagnetic speed transducer: a magnetic field is created each time only in that local area in which a speed measurement is being performed at the same time, while there is no magnetic field in the zones of the remaining pairs of electrodes. This makes it possible, with the same energy expended in creating a magnetic field, to provide a significantly higher sensitivity for measuring speed and, therefore, to increase the accuracy of the measurement.
Электромагнитный преобразователь скорости по предлагаемому изобретению содержит корпус, выполненный из электроизоляционного материала, внутри корпуса находится ферромагнитный стержневой сердечник и катушка возбуждения, витки которой распределены по всей длине сердечника; электроды, расположенные на корпусе парами по линиям, перпендикулярным оси корпуса, и многоканальное измерительное устройство с числом входов не менее количества пар электродов и источником питания катушки возбуждения. Катушка возбуждения состоит из секций, которые могут быть одинаковыми или неодинаковыми. Число секций соответствует числу пар электродов, причем каждая секция отделена от смежной секции пластиной, выполненной из ферромагнитного материала, расположенной перпендикулярно оси сердечника и торцевыми поверхностями плотно примыкающей к сердечнику и внутренней поверхности корпуса, а линия, соединяющая пару электродов данной секции, находится в центральной плоскости поперечного сечения каждой секции. Многоканальное измерительное устройство имеет каналы питания секций катушки возбуждения, к каждому каналу подключена соответствующая секция катушки возбуждения, причем канал питания секции подключается программно одновременно и на одинаковый промежуток времени с подключением пары электродов данной секции к измерительному каналу. Иными словами источник питания катушки возбуждения через коммутационное устройство подключается каждый раз только к той секции, пара электродов которой в данный момент "опрашивается", т.е. подключена к измерительному устройству. Роль ферромагнитных пластин состоит в том, чтобы сконцентрировать магнитное поле, образованное катушкой возбуждения данной секции в зоне ее пары электродов. The electromagnetic speed converter according to the invention comprises a housing made of an insulating material, inside the housing there is a ferromagnetic core core and an excitation coil, the turns of which are distributed along the entire length of the core; electrodes located on the housing in pairs along lines perpendicular to the axis of the housing, and a multi-channel measuring device with the number of inputs not less than the number of pairs of electrodes and the power supply of the excitation coil. The excitation coil consists of sections, which may be the same or different. The number of sections corresponds to the number of pairs of electrodes, each section being separated from the adjacent section by a plate made of ferromagnetic material located perpendicular to the axis of the core and the end surfaces tightly adjacent to the core and the inner surface of the housing, and the line connecting the pair of electrodes of this section is in the central plane cross section of each section. A multichannel measuring device has power channels for sections of the field coil, a corresponding section of the field coil is connected to each channel, and the power channel of the section is connected programmatically at the same time for the same time with the pair of electrodes of this section connected to the measuring channel. In other words, the power source of the field coil through the switching device is connected each time only to that section, the pair of electrodes of which is currently “interrogated”, i.e. connected to a measuring device. The role of ferromagnetic plates is to concentrate the magnetic field formed by the excitation coil of this section in the area of its pair of electrodes.
Сущность изобретения поясняют фиг.1 и 2. The invention is illustrated in figures 1 and 2.
На фиг. 1 приведена схема конструкции электромагнитного преобразователя скорости. In FIG. 1 shows a design diagram of an electromagnetic speed transducer.
Преобразователь скорости содержит корпус 1, выполненный из электроизоляционного материала, ферромагнитный сердечник 2, секции катушки возбуждения 3, электроды 4 и ферромагнитные пластины 5. К электродам и катушкам возбуждения подключено коммутационное устройство 6, управляемое микропроцессорным блоком 7. The speed converter comprises a housing 1 made of an insulating material, a ferromagnetic core 2, sections of the excitation coil 3, electrodes 4 and ferromagnetic plates 5. A switching device 6 connected to the electrodes and excitation coils is controlled by a microprocessor unit 7.
На фиг.2 приведено распределение магнитного поля, созданное секцией катушки возбуждения. Figure 2 shows the distribution of the magnetic field created by the excitation coil section.
Каждая пара электродов и соответствующая этой паре (т.е. этой секции) катушка возбуждения подключены к входам соответствующего канала коммутационного устройства 6. Each pair of electrodes and corresponding to this pair (i.e. this section) the excitation coil is connected to the inputs of the corresponding channel of the switching device 6.
Электромагнитный преобразователь скорости устанавливается на горизонтальном трубопроводе таким образом, чтобы ось преобразователя скорости была параллельна направлению силы тяжести, а плоскость, в которой расположены электроды, перпендикулярна направлению движения потока измеряемой жидкости. An electromagnetic speed transducer is mounted on a horizontal pipeline so that the axis of the speed transducer is parallel to the direction of gravity, and the plane in which the electrodes are located is perpendicular to the direction of flow of the measured fluid.
Электромагнитный преобразователь скорости работает следующим образом. Electromagnetic speed Converter operates as follows.
Последовательно, поочередно и циклично к каждой из секций катушки возбуждения через коммутационное устройство подводится ток, при котором возникает магнитное поле, которое благодаря ферромагнитным пластинам, расположенным на торцах секции катушки, сосредоточено в измеряемой среде только в зоне вблизи электродов данной секции. При этом в зонах остальных пар электродов магнитное поле отсутствует. При движении жидкости по каналу в жидкости, пересекающей магнитное поле расположения измерительных электродов данной секции, возбуждается электрическое поле, напряженность которого согласно закону электромагнитной индукции пропорциональна произведению индукции магнитного поля и локальной скорости потока. Сигнал с этой пары электродов поступает в микропроцессорный блок. Consistently, alternately and cyclically, a current is supplied to each of the sections of the excitation coil through a switching device, at which a magnetic field arises, which, due to the ferromagnetic plates located at the ends of the coil section, is concentrated in the measured medium only in the area near the electrodes of this section. Moreover, in the zones of the remaining pairs of electrodes there is no magnetic field. When a fluid moves through a channel in a fluid that intersects the magnetic field of the measuring electrodes in this section, an electric field is excited, the intensity of which, according to the law of electromagnetic induction, is proportional to the product of the magnetic field and the local flow velocity. The signal from this pair of electrodes enters the microprocessor unit.
После завершения каждого полного цикла опроса всех пар электродов по результатам измерения сигналов со всех пар электродов вычисляется объемный расход жидкости с помощью соответствующего алгоритма. After the completion of each complete cycle of the survey of all pairs of electrodes, the volumetric flow rate of the liquid is calculated using the corresponding algorithm according to the results of measuring signals from all pairs of electrodes.
Предлагаемый электромагнитный преобразователь скорости может найти применение для измерения расхода электропроводных жидкостей в закрытых и открытых каналах. The proposed electromagnetic speed transducer can be used for measuring the flow rate of electrically conductive liquids in closed and open channels.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент США 4122714, G 01 F 1/58, 31.10.1978, Magnetic current meter for open channel flow measurement.SOURCES OF INFORMATION
1. US patent 4122714, G 01 F 1/58, 10/31/1978, Magnetic current meter for open channel flow measurement.
2. Патент России 2146041, G 01 F 1/58, 27.02.2000, Электромагнитный расходомер. 2. Patent of Russia 2146041, G 01 F 1/58, 02/27/2000, Electromagnetic flowmeter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106529/28A RU2212021C1 (en) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | Electromagnetic velocity converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002106529/28A RU2212021C1 (en) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | Electromagnetic velocity converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2212021C1 true RU2212021C1 (en) | 2003-09-10 |
RU2002106529A RU2002106529A (en) | 2004-03-20 |
Family
ID=29777533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002106529/28A RU2212021C1 (en) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | Electromagnetic velocity converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2212021C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2620334C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-05-24 | Акционерное общество научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения АО "НИИТеплоприбор" | Electromagnetic flow meter for large water pipelines |
-
2002
- 2002-03-14 RU RU2002106529/28A patent/RU2212021C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КРЕМЛЕВСКИЙ П.П. Расходомеры и счетчики количества. Справочник, 4 изд. - Л.: Машиностроение, 1989, с.434-437, рис. 256а, 258. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002106529A (en) | 2004-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2901108B1 (en) | Magnetic flowmeter with multiple coils | |
RU2413182C2 (en) | Magnetic inductive flow metre | |
CN102279316B (en) | Sensor for measuring resistivity of natural gas hydrate in porous medium | |
CA2180958A1 (en) | Magnetic flowmeter | |
US4554828A (en) | Measuring device for the magneto-inductive measuring of the flow rate of a liquid medium | |
CN100545587C (en) | Magnetic induction flowmeter | |
CN104807511B (en) | A kind of pipeline flowmeter | |
RU2339005C2 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
RU2212021C1 (en) | Electromagnetic velocity converter | |
JPH04295722A (en) | Residual-magnetism type electromagnetic flowmeter | |
RU107859U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW CONVERTER | |
RU122767U1 (en) | ELECTROMAGNETIC FLOW METER | |
EP0305609B1 (en) | Averaging velocity sensor for measuring fluid flow in a conduit | |
US3387492A (en) | Magnetic flowmeters for low flow rates | |
RU2146041C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
RU2034239C1 (en) | Electromagnetic flow converter | |
KR100477090B1 (en) | Flow meter for open channel and thereof flow measuring method by using principle of electromagnetic induction | |
SU1150544A1 (en) | Device for measuring liquid flow speed gradient | |
RU2085854C1 (en) | Vortex flowmeter - liquid meter | |
RU2284476C2 (en) | Electromagnetic level meter | |
CA2071296A1 (en) | Fluid flowrate measuring apparatus | |
RU23497U1 (en) | ELECTROMAGNETIC LOCAL METER-FLOW FLOW METER | |
RU2161778C1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
CN108474676A (en) | Magnetic strength flow measurement device | |
RU2148798C1 (en) | Device measuring flow rate of liquid media |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140315 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160327 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190315 |